Välttämättömät vaihteet: niiden avainroolien analysointi voimansiirtojärjestelmissä

Vaihteet ovat elintärkeitä voimansiirtojärjestelmissä. Autoteollisuudessa ne ovat avainasemassa voimansiirrossa. Manuaalivaihteistot käyttävät vaihteistossa olevia vaihteita. Eri vaihdeyhdistelmät mahdollistavat nopeuden ja vääntömomentin säädöt erilaisiin ajo-olosuhteisiin, kuten kiihdytykseen, risteilyyn tai nousuun. Kierrevaihteet vähentävät melua ja tärinää parantaakseen ajomukavuutta.

一, Gears tyypit ja toiminnot

1.0. Gears tyypit
Vaihteita on monenlaisia. Yleisin luokitusmenetelmä perustuu hammaspyörän akseliin. Yleensä ne on jaettu kolmeen tyyppiin: yhdensuuntainen --akseli, leikkaava --akseli ja ristikkäinen --akseli. Rinnakkaisakselin - hammaspyörät sisältävät hammaspyörät, kierrehammaspyörät, sisäiset hammaspyörät, hammaspyörät ja kierukkahammaspyörät jne. Leikkaavia - akselin hammaspyöriä ovat suorat kartiohammaspyörät, kierre kartiohammaspyörät, nolla-- asteen kartiohammaspyörät, jne. 1} ristikkäiset hammaspyörät. ristikkäiset - kierukkapyörät, kierukka- ja kierukkapyörät, hypoidivaihteet jne.

(Vaihteiden luokitus ja tyypit).

Tässä taulukossa luetellut hyötysuhteet ovat voimansiirtohyötysuhteita, eivätkä sisällä häviöitä laakereista, sekoitusvoitelusta jne. Hammasparien yhteenliittyminen yhdensuuntaisilla akseleilla ja risteävillä akseleilla on periaatteessa rullaa ja suhteellinen liukuminen on hyvin pientä, joten hyötysuhde on korkea. Ristikkäisten-akselisten hammaspyörien ja kierukka- ja kierukkapyörän sekä muiden ristikkäisten-akselien hammaspyöräparien tapauksessa kitkan vaikutus on erittäin suuri ja voimansiirron tehokkuus laskee verrattuna muihin vaihteisiin, koska pyöriminen syntyy suhteellisella liukumalla. Vaihteen hyötysuhde on vaihteiston voimansiirtoteho normaaleissa asennusolosuhteissa. Jos asennus on väärä, varsinkin kun kartiohammaspyörän kokoonpanoetäisyys on väärä ja kartiomaisessa leikkauspisteessä on virhe, sen tehokkuus laskee merkittävästi.

2.0 Vaihteiden rooli Vaihteet

Vaihteita on käytettävä pareittain, jotta ne olisivat tehokkaita

2.1 Siirrä mekaanisen liikkeen voima: Monissa autoissa on monia vaihteita. Nämä vaihteet voivat auttaa autojen tai useiden muiden koneiden käyttöä. Esimerkiksi, kuten autojen ja teollisuuden alennuslaatikoiden vaihteisto jne. Vaihteiden avulla ne voivat toimia normaalisti.

2.2 Muuta liikkeen suuntaa:
Seuraava kuva esittää liikkeen suunnan muuttamisen lakia eri vaihdeyhdistelmillä.

2.3 Muuta liikenopeutta: Suuren ja pienen vaihteiston yhdistelmän asentaminen koneeseen voi saada koneen kiihtymään tai hidastumaan nopeasti, kuten alennuslaatikot ja kiihdytyslaitteet.

2.4 Muuta vääntömomenttia tai vääntöä: suurten ja pienten vaihteiden yhdistelmä muuttaa vaihteiden vääntömomenttia; (Yksityiskohtainen selitys on alla olevassa kolmannessa kohdassa.)

2, Vaihteiston välityssuhteet ja pyörimissuunnat
Välityssuhde on mekanismin kahden pyörivän komponentin kulmanopeuksien suhde, joka tunnetaan myös nopeussuhteena. Komponentin a ja komponentin b siirtosuhde on i=ωa/ωb=na/nb, missä ωa ja ωb ovat komponentin a ja b kulmanopeudet vastaavasti (radiaaneja sekunnissa); na ja nb ovat komponenttien a ja b pyörimisnopeudet (kierrosta minuutissa).

1.Yksivaiheinen --vaihdemekanismi: Hammaspyöräparin yhdistämisen jälkeen muodostuvaa vaihteistoa kutsutaan yksivaiheiseksi --vaihdemekanismiksi.

Olkoon yksivaiheisen -vaihteiston vetopyörän hampaiden lukumäärä z1, kierrosten lukumäärä n1, vetopyörän hampaiden lukumäärä z2 ja kierrosten lukumäärä n2. Siirtosuhteen laskentayhtälö on seuraava:
Siirtosuhde=z2/z1=n1/n2
Yksivaiheinen{0}}vaihteisto voidaan jakaa kolmeen luokkaan välityssuhteen arvon mukaan:
Välityssuhde < 1, nopeus-lisäävä vaihdemekanismi, n1 < n2
Välityssuhde=1, vakionopeus-vaihteistomekanismi, n1=n2
Välityssuhde > 1, nopeutta{1}}alennusvaihteisto, n1 > n2
2.0 Kaksi-vaihevaihteisto: Kaksi-vaihevaihteisto koostuu kahdesta yksivaiheisesta-vaihdemekanismista.
Seuraava kuva näyttää kaksivaiheisen{0}}vaihdemekanismin rakenteen.

Lähetyssuhde=z2/z1 * z4/z3=n1/n2 * n3/n4.

Seuraavassa on esimerkki kaksivaiheisen - vaihdemekanismin välityssuhteen laskemisesta.

3, Vääntömomentin, tehon ja pyörimisnopeuden välinen suhde
Katsotaanpa ensin joitain kaavoja ja ymmärretään ne askel askeleelta.
a. Fysiikassa voimamomentti, voimamomentti=voima × vivun varsi (suora). Voimamomentin laskentakaava on M=L×F. Voiman momentin yksikkö on Newton - metri, jota kutsutaan yksinkertaisesti N - m, symbolilla N*m.

Vipuvarsi OA × voima Fa=vipuvarsi OB × voima Fb.

b. Pyörimistilassa vääntömomentti (erityinen voimamomentti)=F (voima) × r (kiertosäde), eli tangentiaalivoiman ja voimasta vaikutuspisteeseen kulkevan ympyrän säteen tulo. Vääntömomentin laskentakaava on: M=F*r.

c. Vääntömomentin ja pyörimisnopeuden välinen suhde: T=9550P / n, P=T * n / 9550; P on teho kilowatteina (kW); T on vääntömomentti Newton - metreinä (N·m); n on pyörimisnopeus kierroksina minuutissa (r / min) . 9550 on vakio.
d. Tehon ja vääntömomentin ja pyörimisnopeuden välinen suhde: Teho (kW) P=Vääntömomentti (N·m) T × Pyörimisnopeus (RPM) n/9550, eli P=T*n/9550, joka voidaan ymmärtää seuraavasta kuvasta.

Kuten hammaspyörän pyörimiskaaviosta näkyy, teho pysyy ennallaan (välittämättä siirtohäviöt), mutta pyörimisnopeus pienenee. Tehon=vääntömomentti × pyörimisnopeus (*vakio) mukaan se, kuinka monta kertaa pyörimisnopeutta pyörän päässä vähennetään, on sama kuin kuinka monta kertaa vääntömomenttia pyörän päässä kasvatetaan - tämä on ns. "pyörän vääntömomentti".
e. Tehon ja vääntömomentin ja kulmanopeuden välinen suhde: Teho P=vääntömomentti T × kulmanopeus ω.
Koska teho P=toimii W ÷ aika t ja työ W=pakottaa F × etäisyys s, joten P=F×s/t=F×lineaarinen nopeus v. Tässä v on lineaarinen nopeus. Moottorissa kampiakselin lineaarinen nopeus v=kampiakselin kulmanopeus ω × kampiakselin säde r.
Korvaamalla yllä olevaan kaavaan saadaan teho P=voima F × säde r × kulmanopeus ω. Ja voiman F × säde r=vääntömomentti. Tästä syystä voidaan päätellä, että teho P=vääntömomentti × kulmanopeus ω. Joten moottorin teho voidaan laskea vääntömomentista ja pyörimisnopeudesta.

Kuvaesimerkkejä.

Täydentävät suhteet: Seuraavat ovat tasaista ympyräliikettä.

1. Lineaarinen nopeus V=s/t=2πR/T.

2.Kulmanopeus ω=Φ/t=2π/T=2πf.

3. Lineaarinopeuden ja kulmanopeuden välinen suhde: Lineaarinopeus=kulmanopeus × säde, V=ωR.

4.Kulmanopeuden ja pyörimisnopeuden ω=2πn välinen suhde (tässä taajuudella ja pyörimisnopeudella on sama merkitys).

5. Jakso ja taajuus T=1/f.
Tärkeimmät fyysiset suureet ja yksiköt: Kaaren pituus (S): metri (m); kulma (Φ): radiaani (rad); taajuus (f): hertsi (Hz); jakso (T): toinen (s); pyörimisnopeus (n): r/s; säde (R): metri (m); lineaarinen nopeus (V): m/s; kulmanopeus (ω): rad/s.